Расчет электропривода лесопильной рамы

Определение параметров схемы замещения и тока холостого хода асинхронного двигателя. Расчет технологических и энергетических показателей процесса распиловки. Составление электробаланса электропривода лесопильной рамы. Расчет энергетических показателей.

Рубрика Производство и технологии
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 13.11.2017
Размер файла 511,1 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

лесопильный рама электропривод

Пиление - это процесс деления древесины пилой на объемные недеформированные части путем превращения в стружку объема древесины, расположенного между этими частями.

Пила - многолезвийный режущий инструмент, который работает в закрытом пропиле. Пропил представляет собой узкую щель, образуемую в древесине при срезании зубьями пилы узких стружек (опилок). У пропила различают боковые стенки и дно, с которым взаимодействуют зубья пилы.

Лесопильной рамой называют станок для продольной распиловки древесины, в котором пиление выполняют полосовыми (рамными) пилами, натянутыми в пильной рамке, при ее возвратно - поступательном движении и продольной подаче распиливаемого лесоматериала. Пиление полосовыми пилами на лесопильных рамах предназначено для продольного деления бревен на брусья и доски и брусьев на доски с заданными размерами и шероховатостью. При работе пильная рамка с пилами совершает возвратно - поступательное движение. Бревно 4 надвигается на пилы вальцовым механизмом подачи и распиливается в зависимости от схемы установки пил либо сразу на доски, либо на доски и брусья. В лесопильной раме движение пил вниз, при котором происходит пиление, считается рабочим, а движение пил вверх, когда пильная рамка с пилами возвращается в исходное положение, - холостым. Система механизма подачи бревна характеризует способ продвижения бревна в процессе распиловки. Существует два вида подачи и две системы механизма подачи - периодическая и непрерывная.

В случае периодической подачи бревно продвигается либо только за рабочий ход (во время движения пильной рамки вниз), либо только за холостой ход (во время движения пильной рамки вверх).

При непрерывной подаче бревно продвигается в раму непрерывно с переменной скоростью во время холостого и рабочего ходов пильной рамки. Быстроходные лесопильные рамы снабжены механизмами непрерывной подачи бревен.

Лесопильная рама модели 2Р80-1 установлена на строительной площадке одной из крупных строек и выполняет распиловку бревен вразвал (на отдельные доски) Механизм резания лесопильной рамы приводится в движение асинхронным двигателем с фазовым ротором. На распиловку поступает хвойный (ель) пиловочник с вершинным диаметром см, длина бревен составляет Количество пил в поставе равно Постав пил (комплект из нескольких пил) 3 закреплен в пильной рамке, которая установлена в вертикальных направляющих станины и шарнирно соединена с шатуном 2 и кривошипом 1 коленчатого вала кривошипно-шатунного механизма. Последний с помощью ременной передачи связан с электродвигателем 5. На рис.1. представлена схема лесопильной рамы.

Рис.1. Кинематическая схема лесопильной рамы

№ Варианта

Вершинный диаметр, см

Посылка, об/мм

11

32

30

Количество бревен в сортировочной партии:

№ Варианта

Длина бревен, м

3

4

5

6

7

11

150

100

300

250

200

Исходные данные по распиливаемому сырью

* вершинный диаметр бревен ;

* длина бревен ;

* средний сбег бревен

по механизму резания

* толщина пил

* шаг зубьев пилы

* уширение зубьев на сторону

* расчетная посылка

* номинальная мощность приводного двигателя

* номинальное фазное напряжение обмотки статора

* номинальный КПД приводного двигателя

* номинальный коэффициент мощности двигателя

* номинальное скольжение

* синхронная частота вращения

* кратность максимального момента

* номинальный КПД механизма передачи

* число оборотов коленчатого вала

* высота хода пильной рамки

* число пил в поставе

* вес возвратно-движущихся частей механизма

* радиус кривошипа

* коэффициент трения в подшипниках скольжения .

1. Определение параметров схемы замещения и тока холостого хода асинхронного двигателя

Анализ расчетов AD может быть выполнен на основе его «Г-образной» схемы замещения (рис1). Для упрощения расчетов перейдем к упрощенной так называемой «Г-образной» схеме замещения, в которой ветвь намагничивания вынесена на зажимы . Таким образом, вместо трех ветвей получают две ветви, первая - намагничивающая, а вторая - рабочая. Но данное действие требует внесение дополнительного коэффициента,, который представляет собой отношение напряжения, подводимого к двигателю, к ЭДС статора. Величина приблизительно равна 1, поэтому для максимального упрощения, на практике принимают значение ,.

Рис.2 «Г-образная» схема замещения

Сопротивление (1 -- S)/S можно рассматривать как внешнее сопротивление, включенное в обмотку ротора. Оно является единственным переменным параметром схемы. Изменение этого сопротивления эквивалентно изменению нагрузки на валу двигателя, а, следовательно, изменению скольжения S.

Для определения его параметров используем паспортные данные и основные формулы описывающие электромагнитные процессы

1) Номинальный ток статора

2)Активное сопротивление фазы обмотки статора

где,

- номинальное фазное напряжение обмотки статора, B;

- номинальный ток обмотки статора, A;

3. Синхронная угловая частота вращения магнитного поля

4. Частота вращения ротора при номинальной нагрузке

5. Угловая частота вращения ротора при номинальной нагрузке

6. Мощность механических потерь принимаем в зависимости от номинальной мощности приводного двигателя равной

Тогда электромагнитный момент, развиваемый двигателем при номинальной нагрузке,

7. Максимальный момент, развиваемый двигателем

где

- перегрузочная способность двигателя;

- электромагнитный момент при номинальной нагрузки, ;

8. Расчетные активные сопротивления

9.Индуктивное сопротивление рабочей ветви схемы замещения

При этом обычно полагают

10. Приведенное активное сопротивление фазы обмотки ротора

Ом

11. Приведенное значение тока ротора при номинальной нагрузке:

12. Для определения тока холостого хода и сопротивлений и по Г-образной схеме замещения составляем уравнения баланса мощностей в режиме идеального холостого хода.

Уравнение баланса активной мощности

,

где - активная мощность, потребляемая двигателем из сети, кВт;

- ток холостого хода при номинальном напряжении, А;

Уравнение баланса реактивной мощности

,

где

13.Коэффициент мощности в режиме идеального холостого хода при номинальном напряжении

14. Ток холостого хода при номинальном напряжении

Или

15. Определив мощности и , а так же ток холостого хода из соответствующих уравнений баланса мощности находим сопротивления и ветви намагничивания схемы замещения:

Таблица 1

Сопротивление, Ом

0,022

0,128

151,2

0,033

0,128

2. Расчет технологических показателей процесса распиловки

Выполним расчет технологических показателей процесса рамной распиловки древесины с вершинным диаметром и длиной

По табл. П3-П5 Приложения выбираем размеры рамных пил: для распиловки бревен диаметром толщина пил мм, шаг зубьев мм, уширение зубьев на сторону

По таблице П6 Приложения выбираем средний сбег бревен по их диаметру, равным

1. Средняя толщина срезаемого слоя древесины

2. Общий поправочный коэффициент

3.Средний диаметр распиливаемых бревен

4. Ширина пропила при уширении зубьев на сторону

5. Средняя высота пропила

6.Суммарная высота пропила бревен

7.Скорость подачи бревен

8. Продолжительность распиловки бревна (эффективное время цикла)

3. Расчет энергетических показателей процесса распиловки

Расчет энергетических показателей работы электропривода механизма резания необходим для составления электрического баланса электропривода механизма.

На рис.3. Показана структурная схема передачи мощности в электроприводе механизма резания.

Рис.3. Структурная схема передачи мощности в электроприводе механизма резания

1. Значение удельной работы сил резания при нормированных условиях выбираем по табл. П7 Приложения в зависимости от средней толщины срезаемого слоя и средней высоты пропила:

2.Удельная работа К сил резания при расчетных условиях

3. Средняя мощность резания

3.1 Мощность холостого хода механизма резания

4. Мощность постоянных потерь энергии в механизме резания

5. Мощность, подводимая к механизму резания при действительной нагрузке:

6. Мощность подводимая к механизму передачи при номинальной нагрузке, равна номинальной мощности приводного двигателя, т.е

7. По определению номинальный КПД ременной передачи определяется как отношение

Тогда мощность, подводимая к механизму резания при номинальной нагрузке

8. Принимая для простой кинематической схемы отношение потерь находим значения коэффициентов потерь в механизме передачи

9. Мощность постоянных потерь энергии в механизме передачи

10. Мощность переменных потерь энергии в механизме передачи

11. Мощность, подводимая к механизму передачи при действительной нагрузке,

12. Мощность переменных потерь энергии в двигателе при номинальной нагрузке

13. Мощность общих потерь энергии в двигателе при номинальной нагрузке

14. Мощность постоянных потерь энергии в двигателе

15. Отношение мощностей потерь энергии в двигателе

Тогда коэффициент переменных потерь энергии составляет

Коэффициент постоянных потерь энергии

16. Учитывая, что мощность переменных потерь энергии в обмотках двигателя изменяется пропорционально второй степени нагрузки, получим

Где - коэффициент загрузки двигателя;

- фактическая мощность на валу двигателя.

17. Мощность, потребляемая асинхронным двигателем из сети

18. Реактивная мощность, потребляемая двигателем

19. При номинальном напряжении потребляемая асинхронным двигателем реактивная мощность

20.Коэффициент мощности приводного двигателя в режиме нагрузки (за эффективное время цикла)

21. Коэффициент полезного действия двигателя

22.Среднее значение тока статора двигателя в режиме нагрузке

4. Составление электробаланса электропривода лесопильной рамы

1. Расход активной электроэнергии на распиловку бревен (полезно потребляемая энергия) в течении рабочего цикла

2.Постоянные потери энергии в электроприводе за эффективное время цикла

3.Переменые потери энергии в электроприводе за эффективное время цикла

4. Потребление реактивной энергии за эффективное время цикла

5. Рассчитаем количества активной и реактивной электроэнергии, потребляемые двигателем за вспомогательное время цикла (межторцовых разрывов). Так как в этом режиме лесопильная рама не производит полезной работы, то принимаем мощность резания .

Тогда мощность, подводимая к механизму резания

Мощность переменных потерь энергии в механизме передачи

Мощность, подводимая к механизму передачи

Мощность переменных потерь энергии в обмотках двигателя

Где - коэффициент загрузки двигателя;

Активная мощность, потребляемая асинхронным двигателем из сети в течении вспомогательного времени цикла,

Принимая вспомогательное время цикла равным определим потребление активной электроэнергии

Таким образом, уравнение электрического баланса активной энергии за операционное время цикла распиловки бревен может быть представлено следующим выражением:

Относительное значение потерь энергии составляет

Реактивная мощность, потребляемая асинхронным двигателем в течении вспомогательного времени цикла

Потребление реактивной электроэнергии за вспомогательное время цикла составит

Таким образом, управление электрического баланса реактивной энергии за операционное время цикла может быть представлено следующим выражением

Коэффициент мощности двигателя в режиме идеального холостого хода (вспомогательное время цикла)

Ток статора в режиме реального холостого хода

На основании полученных результатов составим электрические балансы лесопильной рамы по активной и реактивной энергии за операционное время цикла распиловки одного бревна (таблица 2 и 3). Данные таблицы позволяют сделать вывод о больших потерях энергии за время цикла в электроприводе лесопильной рамы (51% и 70% соответственно).

Таблица 2 Электрический баланс активной энергии электропривода лесопильной рамы

Статья расхода энергии

Мощность,кВт

Расход энергии

кВт*ч

%

Распиловка бревен

53

0,849

51

Постоянные потери

34

0,548

33

Переменные потери

15

0,234

14

Вспомогательные потери

45

0,0247

2

Итого за операционное время

100

Коэффициент мощности двигателя за операционное время цикла

Данные таблицы 2 свидетельствуют о том, что основную часть потребляемой двигателем реактивной мощности составляет мощность , которая из-за наличия воздушного зазора и большого тока холостого хода значительно больше чем в трансформаторах (82 % потребляемой энергии за операционное время цикла). Большие значенияи существенно влияют на коэффициент мощности двигателя и снижают его значение.

Таблица 3 Электрический баланс реактивной энергии электродвигателя лесопильной рамы

Статья расхода энергии

Мощность,квар

Расход энергии

кварч

%

Эффективное время цикла:

Постоянная составляющая

51

0,793

70

Переменная составляющая

15

26

Вспомогательное время цикла

Постоянная составляющая

51

3

Переменная составляющая

0,011

1

Итого за операционное время

100

На рис.4 представлена диаграмма электробаланса активной электроэнергии лесопильной рамы

5. Установление дифференцированной операционной нормы удельного расхода энергии на производство пиломатериалов

Экономичность технологических процессов с энергетической точки зрения чаще всего оценивают посредством анализа удельных расходов электроэнергии. Структуру операционной нормы удельного расхода энергии можно представить схемой, показанной на рис.4

Рис.4 Структура дифференцированной операционной нормы удельного расхода электроэнергии

Расход электроэнергии за операционное время относят непосредственно на единицу пило продукции, величина которого определяется энергетическим балансом лесопильной рамы, отнесенным к операционному времени.

При распиловке древесины выработка пиломатериала сопряжена с неизбежными потерями древесины в виде стружки и с отходами производства (горбыли, рейки). В таких операциях полезное потребление и потери энергии определяют в зависимости не от объема полученных пиломатериалов, а от объемов переработанного сырья. При этом удельный расход электроэнергии относят к единице пиловочного сырья, после чего определяют норму удельного расхода электроэнергии на единицу готовой продукции, деля указанный удельный расход на коэффициент объемного выхода готовой продукции. Этот коэффициент представляет собой отношение:

Где - объем пиломатериалов,

объем пиловочного сырья,

Рассматривая бревно как круговой цилиндр с диаметром , его объем находим по формуле

Учитывая значение коэффициента объемного выхода находим дифференцированную операционную норму удельного расхода электроэнергии на производство пиломатериалов

6. Построение энергетической характеристики электропривода механизма резания

При нормировании и анализе электропотребления большое значение наряду с электробалансами имеют энергетические характеристики, которые выражают зависимость потребляемой мощности или удельного расхода электроэнергии от того или иного показателя, принимаемого за переменную аргументирующую величину.

Для построения энергетической характеристики потребляемой активной мощности электропривода необходимо определить ее параметры: коэффициент, характеризующий энергоемкость электропривода, и постоянную составляющую потребляемой мощности.

Чтобы проследить взаимосвязь одноименных показателей энергетических характеристик различных элементов привода лесопильной рамы, вначале определим коэффициент, характеризующий энергоемкость механизма резания,

Производительность лесопильной рамы при распиловке бревен длиной 7 м и вершинным диаметром равным равна

Тогда мощность резания

Что совпадает с полученным ранее результатом.

Уравнение энергетической характеристики механизма резания принимает вид

Откуда с учетом найденных значений параметров характеристики мощность, подводимая к механизму резанию,

Анализ полученной зависимости показывает, что коэффициент в значительной степени зависит от фактических условий резания древесины (толщины срезаемого слоя степени затупления резцов ( и плотности древесины

Мощность, подводимая к механизму передачи при фактической нагрузке

С учетом энергетической характеристики механизма резания будем иметь

Или окончательно

Где коэффициент, характеризующий энергоемкость механической части лесопильной рамы; постоянная составляющая мощности, подводимая к механизму передачи.

С учетом найденных значений параметров энергетической характеристики механической части лесопильной рамы

Тогда мощность, подводимая к механизму передачи с учетом найденных значений параметров энергетической характеристики,

Что совпадает с полученным ранее результатом.

Мощность, потребляемая двигателем из сети при произвольной нагрузке,

Мощность постоянных потерь энергии в электродвигателе (механические потери в роторе и магнитные потери в сердечнике статора) выразим в долях от номинальной мощности двигателя через коэффициент постоянных потерь т.е.

Пологая в первом приближении, что мощность переменных потерь энергии в обмотках двигателя изменяется пропорционально первой степени нагрузки, получим

Тогда

Представим мощность, подводимую к механизму передачи как сумму

Тогда,

Где коэффициент переменных потерь энергии в электроприводе;

коэффициент постоянных потерь энергии в электроприводе.

С учетом энергетической характеристики механизма резания получим зависимость активной мощности, потребляемой асинхронным двигателем от производительности лесопильной рамы:

- коэффициент характеризующий энергоемкость электропривода;

- постоянная составляющая потребляемой мощности, характеризующая непроизводительный расход электроэнергии, кВт.

Полученное выражение представляет собой уравнение энергетической характеристики электропривода лесопильной рамы.

С учетом найденных значений параметров энергетической характеристики механизма резания определим параметры энергетической характеристики электропривода лесопильной рамы

· Коэффициент переменных потерь энергии в электроприводе

· Коэффициент, характеризующий энергоемкость электропривода

· Коэффициент постоянных потерь энергии в электроприводе

· Постоянная составляющая потребляемой мощности

Тогда мощность, потребляемая двигателем из сети

Этот результат несколько отличается от полученного ранее. Погрешность, полученная при расчете потребляемой мощности с использованием энергетической характеристики электропривода, составляет

Результаты расчеты показали, что упрощение, состоящее в том, что мощность переменных потерь энергии в двигателе пропорциональна первой степени загрузки, незначительно влияет на точность расчета потребляемой мощности. Причиной появления погрешности является то, что принятое допущение привело к увеличению как переменной части потребляемой мощности двигателя, так и постоянной.

7. Расчет укрупненной технологической нормы удельного расхода электроэнергии

В условиях промышленного производства на одном и том же оборудовании часто приходится выполнять операции по выработке продукции различных видов или типоразмеров. В связи с эти для планирования электропотребления наряду с дифференцированными приходится так же составлять укрупненные нормы удельного расхода электроэнергии.

В отличие от дифференцированных норм, которые относятся к отдельным видам и типоразмерам, укрупненные нормы приурочены к группам продукции различных видов и типоразмеров.

В курсовой работе рассматривается переход от дифференцированных операционных норм к укрупненной в случае выработки пилопродукции различных размеров на одной лесопильной раме. Здесь укрупненная норма определяется как средневзвешенная величина удельных расходов по отдельным типам размерам пиломатериалов. Поэтому для установления укрупненной нормы необходимо определить количество выпускаемой продукции дифференцированные нормы по каждому типоразмеру пилопродукции.

С целью проведения расчетов при установлении укрупненной нормы используем метод укрупнения норм при помощи коэффициентов энергоемкости.

Применительно к процессу производства пиломатериалов этот метод заключается в следующем.

1. Для данной лесопильной рамы определяют расчетные расходы электроэнергии на выпуск единицы каждого типа размера пилопродукции. На основании этих расчетов устанавливают коэффициент энергоемкости который показывает, во сколько раз больше или меньше требуется электроэнергии на выпуск того или иного типоразмера, чем на выпуск основного типоразмера пилопродукции, коэффициент энергоемкости которого принят за единицу.

где

удельный расход энергии на выпуск i-го типоразмера пилопродукции;

фактический удельный расход энергии на выпуск единицы основного типоразмера пилопродукции

За основной типоразмер продукции может быть принят наиболее энергоемкий по сравнению с другими типоразмерами или имеющий наибольший удельный вес в общем объеме выпуска продукции.

2. Определяется доля выпуска каждого типоразмера продукции в общем выпуске продукции

3. Рассчитывается средний коэффициент энергоемкости всей продукции в целом по формуле

4. Определяется операционная дифференцированная норма расхода энергии для основного типоразмера продукции.

5. Рассчитывается укрупненная операционная технологическая норма расхода энергии для всей продукции в целом:

Рассчитаем укрупненную технологическую норму удельного расхода электроэнергии на распиловку сортировочной партии бревен. На распиловку поступает древесина хвойных пород (ель) с вершинным диаметром длиной 3,4,5,6 и 7 м. Общее количество бревен в сортировочной партии составляет 1000 шт. Из этого количества согласно варианта задания распиливается: -длиной 4 м; длиной 5 м; длиной 6 м; длиной 7 м;

Приведем расчет удельного расхода электроэнергии на распиловку бревен длиной в количестве используя для этого энергетическую характеристику электропривода лесопильной рамы.

Расчет производится при условии, что процесс протекает в соответствии с установленным режимом и при надлежащем техническом состоянии лесопильной рамы.

1.Средний диаметр распиливаемых бревен

2.Рассматривая бревно как круговой цилиндр с диаметром его объем находим по формуле

3.Общий объем распиливаемых бревен в количестве составляет

4.Продолжительность распиловки одного бревна (эффективное время цикла)

5.Производительность лесопильной рамы за эффективное время цикла

6.Средняя активная мощность, потребляемая за эффективное время цикла,

7.Эффективное время распиловки всех бревен длиной 7 м.

8. Расход активной электроэнергии за эффективное время распиловки бревен

9.Суммарное вспомогательное время распиловки бревен

10.Расход активной электроэнергии за вспомогательное время распиловки бревен

11.Расход электроэнергии за операционное время распиловки всех бревен длиной 7 м.

12. Операционная дифференцированная норма удельного расхода электроэнергии с учетом коэффициента объемного выхода пиломатериалов

Аналогично выполняются расчеты операционных дифференцированных норм удельного расхода электроэнергии для других длин бревен указанного диаметра. Результаты расчетов сведем в табл.4

На рис.4 показан график изменения удельного расхода электроэнергии за операционное время в зависимости от длины бревен. Анализ графика показывает, что при увеличении длины бревен удельный расход электроэнергии уменьшается, что свидетельствует о повышении энергетической эффективности процесса распиловки древесины с увеличением объема распиливаемого сырья.

Рис 4. Удельный расход электроэнергии при распиловке бревен различной длины.

13. За основной типоразмер принимаем бревна длиной 3 м, коэффициенты энергоемкости для которого считаем равным единицы

В этом случае . Тогда коэффициенты энергоемкости для других бревен соответственно равны

Согласно табл.4 составим электрический баланс активной энергии за время распиловки партии бревен.

Таблица 5 Электрический баланс активной энергии за операционное время распиловки партии бревен

Время

Мощность, кВт

Расход энергии

кВтч

%

Эффективное время распиловки

99,1

1139

98,2

Вспомогательное время

37,88

21,0

1,8

Итого за операционное время

1160

100

14. Определяем средний коэффициент энергоемкости по всей сортировочной партии бревен:

15. Величина укрупненной технологической нормы удельного расхода электроэнергии при распиловке бревен с вершинным диаметром равна

8. Построение электробаланса реактивной энергии при распиловке партии бревен

Потребление реактивной мощности существенно зависит от загрузки двигателя и может быть вычислено по выражению

Где коэффициент загрузки, зависящий от выходной мощности на валу двигателя.

Выходная мощность двигателя равна мощности подводимой к механизму передачи. Тогда согласно энергетической характеристике механической части лесопильной рамы в режиме нагрузке будем иметь

В этом случае коэффициент загрузки двигателя составляет

При номинальном напряжении потребляемая асинхронным двигателем реактивная мощность

Потребление реактивной энергии за эффективное время распиловке всех бревен длиной 3 м

Коэффициент загрузки двигателя в течении вспомогательного времени

Тогда потребляемая асинхронным двигателем реактивное мощность

Потребление реактивной энергии за вспомогательное время распиловке всех бревен

Потребление реактивной энергии за операционное время распиловке всех бревен

Аналогично выполняется расчет потребляемой реактивной энергии для других длин бреве сортировочной партии. Результаты расчетов сведем в таблицу 6.

Таблица 6

L, м

n, шт

, кВт

, квар

ч

квар

3

150

81,36

0,62

66,54

1,00

66,54

53,37

0,08

4,45

70,98

4

100

82,20

0,62

66,86

0,89

59,43

53,37

0,06

2,97

62,40

5

300

83,05

0,63

67,19

3,33

223,97

53,37

0,17

8,90

232,86

6

250

83,89

0,64

67,52

3,33

225,07

53,37

0,14

7,41

232,48

7

200

84,74

0,64

67,86

3,11

211,11

53,37

0,11

5,93

217,04

Итого

11,67

786,11

53,37

 

29,65

815,76

Расчет потребления реактивной энергии

Уравнение электробаланса реактивной энергии при распиловке всей сортировочной партии бревен диаметром будет иметь следующий вид

Или

Таблица 7 Электрический баланс реактивной энергии за операционное время распиловки партии бревен

Время

Мощность,

квар

Расход энергии

кварч

%

Эффективное время распиловки

67,86

786,11

96,4

Вспомогательное время

53,37

29,65

3,6

Итого за операционное время

815,76

100

9. Расчет энергетических показателей электропривода лесопильной рамы

Эффективность электропривода характеризуется энергетическими показателями, к которым относятся КПД и коэффициент мощности. Первый показатель определяется отношением мощности на валу двигателя к потребляемой из сети активной мощности. Его значение свидетельствует о том, насколько рационально происходит электромеханическое преобразование электрической энергии в электродвигателе, какую долю при этом имеют потери электрической энергии, которые во многом определяются способом получения заданной технологической скорости. Коэффициент мощности позволяет судить о потребляемой электродвигателем реактивной мощности. Значение этих показателей зависят как от загрузки, так и от режима работы электропривода.

В курсовой работе выполняют расчет коэффициента мощности и коэффициента полезного действия электродвигателя за операционное время распиловки партии бревен в зависимости от длины бревен и их количества. Расчет выполняется непосредственно в табл.8.

Таблица 8

На рис.5 и 6 показаны графики изменения коэффициента мощности и коэффициента полезного действия соответственно в зависимости от указанных факторов.

Рис.5 Коэффициент мощности асинхронного двигателя

Рис.6 Коэффициент полезного действия асинхронного двигателя

Из анализа графиков следует, что при увеличении длины распиливаемых бревен оба коэффициента возрастают, что свидетельствует о повышении энергетической эффективности процесса распиловки древесины.

10. Определение показателей производительности и использования лесопильной рамы при распиловке партии бревен

При построении энергетических характеристик, анализе и нормировании электропотребления на промышленных предприятиях приходится иметь дело с рядом показателей и зависимостей, которые относятся ко времени и режиму работы оборудования, к его производительности и расходам мощности или электроэнергии. В этом случае основной служит система показателей использования и производительности оборудования.

В состав календарного времени входят следующие интервалы времени:

· Эффективное время

· Вспомогательное время . Принимая вспомогательное время во всех циклах распиловки равным находим

· Операционное время на данном отрезке календарного времени

· Внеоперационное время Принимая во внимание, что в течение каждой рабочей смены ()обеденный перерыв составляет 1ч, внеоперационное время при распиловке партии бревен вычисляем по формуле

Календарное время складывается из операционного времени и времени внеоперационных перерывов. Тогда при распиловке данной партии бревен календарное время составит

;

Определим показатели использования лесопильной рамы во времени. К ним относятся следующие величины:

· Полный коэффициент использования в календарном времени

· Коэффициент использования в операционном времени

· Коэффициент использования в календарном времени

Между указанными коэффициентами существует следующая связь

Определим показатели производительности лесопильной рамы. К ним относятся следующие величины:

· Общий объем распиливаемой партии бревен, определенный за календарное время

· Среднечасовая производительность, отнесенная к эффективному времени распиловки партии бревен

· Среднечасовая производительность, отнесенная к операционному времени распиловки партии бревен

· Среднечасовая производительность, отнесенная к календарному времени распиловки партии бревен

При оптимальных технологических параметрах работы и наилучшей загрузке оборудования продуктами обработки его среднечасовая производительность, отнесенная к эффективному времени, достигает максимального значения. Из таблицы 4 следует, что максимальное значение среднечасовой производительности лесопильной рамы, отнесенное к эффективному времени, достигается при распиловке длиной 7 м, поэтому В этом случае технологический коэффициент нагрузки лесопильной рамы

Среднее значение потребляемой мощности за время эффективной работы при распиловке партии бревен;

Где расход электроэнергии за эффективное время распиловке партии бревен (табл.3).

Тогда энергетический коэффициент нагрузки лесопильной рамы

Где среднее значение потребляемой мощности за время эффективной работы в операционном цикле при максимальной производительности

Энергетический коэффициент нагрузки позволяет судить о том, насколько целесообразно используется электрическая мощность оборудования для выполнения тех или иных операций. При правильном выбранном оборудовании технологический и энергетический коэффициенты нагрузки по значению должны быть близки между собой

Общий коэффициент использования лесопильной рамы

Таким образом, при распиловке данной партии бревен лесопильная рама загружена по мощности и используется во времени в целом на 79,8 %.

Список использованной литературы

1. Агеев С.П. конспект лекций «Экономика электропотребления»

2. Агеев С.П. Методическое пособие к курсовой работе

3. Мелехин В.Т. и др. «Организация и планирование энергохозяйства промышленных предприятий», Ленинградское отделение, 1988 г. 224 с.

4. Ольшанский А.И. Ольшанский В.И. Беляков Н.В. «Основы энергосбережения». Курс лекций

5. Мансуров В.А. «Основы энергосбережения»

6. Комаристый А.С «Экономика электропотребления в промышленности»

7. Потемкин Л.В. «Деревообрабатывающие станки и автоматические линии» Москва, «Лесная промышленность» 1987г

Приложение

Технологические показатели процесса распиловки каждого типаразмера бревна

L, м

aср

Dср, см

Hср, мм

Hсумм, мм

tэ,с

3

3,20

33,725

26,98

107,92

24

4

2,40

34,3

27,44

109,76

32

5

1,92

34,875

27,9

111,6

40

6

1,60

35,45

28,36

113,44

48

7

1,37

36,025

28,82

115,28

56

Энергетические показатели процесса распиловки каждого типоразмера бревна

L, м

Pрез, кВт

Рмр, кВт

?Рмп.пер, кВт

Pмп, Квт

?Рд.пер, кВт

Pд.э. кВт

3

49,54

69,54

6,26

85,78

0,65

3,40

93,43

4

50,38

70,38

6,33

86,70

0,66

3,47

94,42

5

51,22

71,22

6,41

87,62

0,66

3,55

95,42

6

52,07

72,07

6,49

88,55

0,67

3,62

96,41

7

52,91

72,91

6,56

89,47

0,68

3,70

97,41

L, м

Qд.э квар

cos?э

Iдэ, А

3

68,31

0,807

0,91817

175,36

4

68,69

0,809

0,91825

176,91

5

69,06

0,810

0,91833

178,47

6

69,45

0,811

0,91839

180,03

7

69,83

0,813

0,91845

181,60

Электробаланс электропривода лесопильной рамы, при пилении каждого типаразмера бревна

Qд.э квар

cosfiэ

Iдэ, А

68,31

0,807

0,91817

175,36

68,69

0,809

0,91825

176,91

69,06

0,810

0,91833

178,47

69,45

0,811

0,91839

180,03

69,83

0,813

0,91845

181,60

L, м

?Wвсп, кВт*ч

Wпотр.о кВт*ч

?W,% кВт*ч

Qдв квар

Vпотр.в

cos?в

cos?опер

Vпотр.о

3

0,0244

0,6472

0,49

68,31

0,0607

0,5406

0,7818

0,516

4

0,0245

0,8638

0,48

68,69

0,0609

0,5398

0,7895

0,671

5

0,0246

1,0847

0,48

69,06

0,0611

0,5390

0,7947

0,829

6

0,0246

1,3101

0,47

69,45

0,0613

0,5382

0,7986

0,987

7

0,0247

1,5400

0,47

69,83

0,0616

0,5374

0,8018

1,148

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Определение мощности электродвигателя. Выбор типа электродвигателя. Определение момента инерции маховика (метод К.Э. Рериха). Работа сил резания. Расчет диаметра вала по вращающему моменту от двигателя. Анализ механизма резания лесопильной рамы.

    реферат [239,8 K], добавлен 20.09.2012

  • Выбор двигателя привода. Расчет параметров схемы замещения. Описание, работа комплектного привода. Выбор закона и способа управления, преобразователя. Компьютерная модель модернизированного электропривода. Расчет настроек регулятора. Переходные процессы.

    курсовая работа [1,5 M], добавлен 17.04.2013

  • Определение параметров и основных характеристик трансформатора. Методы расчета тока холостого хода, а также напряжения короткого замыкания. Параметры приведенного трансформатора. Способы приведения асинхронного двигателя к эквивалентному трансформатору.

    контрольная работа [2,2 M], добавлен 13.02.2015

  • Характеристика системы управления двигателя постоянного тока, элементы электропривода. Определение структуры и параметров объекта управления, моделирование процесса, разработка алгоритма и расчет параметров устройств. Разработка электрической схемы.

    курсовая работа [419,9 K], добавлен 30.06.2009

  • Основные проблемы, связанные с построением бездатчикового векторного электропривода. Технические данные асинхронного трехфазного двигателя с короткозамкнутым ротором, расчет параметров его эквивалентной и структурной схем. Вычисление скорости двигателя.

    курсовая работа [709,2 K], добавлен 09.04.2012

  • Описание конструкции пассажирского лифта и технологического процесса его работы. Проектирование электропривода: выбор рода тока и типа электропривода; расчет мощности двигателя; определение момента к валу двигателя; проверка по нагреву и перегрузке.

    курсовая работа [2,4 M], добавлен 16.11.2010

  • Выбор сечения и длины ремня. Расчет диаметров шкивов и действительного передаточного числа. Определение частоты вращения ведомого шкива, расчетного и фактического межосевого расстояния. Вычисление силы давления на вал. Разработка конструкции шкива.

    контрольная работа [606,8 K], добавлен 05.10.2012

  • Частотное регулирование асинхронного двигателя. Механические характеристики двигателя. Простейший анализ рабочих режимов. Схема замещения асинхронного двигателя. Законы управления. Выбор рационального закона управления для конкретного типа электропривода.

    контрольная работа [556,9 K], добавлен 28.01.2009

  • Определение, по заданной нагрузочной диаграмме электропривода, эквивалентной мощности. Выбор асинхронного двигателя с фазным ротором, расчет его основных параметров и характеристик. Определение сопротивления добавочного резистора. Изучение пусковых схем.

    курсовая работа [369,0 K], добавлен 15.01.2011

  • Расчет и выбор элементов силовой части электропривода. Построение статических характеристик разомкнутого электропривода. Синтез и расчет параметров регуляторов, моделирование переходных процессов скорости и тока электропривода с помощью MATLAB 6.5.

    курсовая работа [903,7 K], добавлен 10.05.2011

  • Выбор функциональной схемы электропривода токарного станка. Передаточная функция управляемого силового преобразователя. Определение параметров структурной схемы управления. Расчет основных возмущающих воздействий. Настройка системы на технический оптимум.

    курсовая работа [567,0 K], добавлен 20.06.2015

  • Анализ система электропривода и выбор рациональной системы для типа ТПМ. Расчет основных параметров насоса и двигателя. Построение технологических характеристик механизма. Проектирование типовой схемы силовых цепей управления системы электропривода.

    курсовая работа [2,1 M], добавлен 18.05.2012

  • Характеристика системы "электропривод - рабочая машина". Количественная оценка вектора состояния или тахограммы требуемого процесса движения. Построение механической части электропривода. Выбор типа двигателя. Расчет параметров силового преобразователя.

    курсовая работа [1,3 M], добавлен 04.11.2010

  • Периоды развития металлических конструкций. Определение усилий в стержнях рамы, нагрузки на ригель, реакций опоры. Приведение внешней нагрузки на ригель к узловой. Расчет рамы на постоянную, ветровую и снеговую нагрузку. Подбор сечения стержней рамы.

    курсовая работа [1,0 M], добавлен 26.02.2013

  • Определение критериев оптимизации электрических машин, выбор главных размеров электродвигателя. Расчет размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора. Основные параметры обмоток статора и ротора. Вычисление потерь в машине и параметров холостого хода.

    курсовая работа [348,3 K], добавлен 22.06.2021

  • Предварительный выбор двигателя, его обоснование и проведение необходимых расчетов. Построение тахограммы и нагрузочной диаграммы. Проверка двигателя по нагреву и на перегрузочную способность. Разработка принципиальной электрической схемы электропривода.

    курсовая работа [823,5 K], добавлен 10.05.2014

  • Технические данные и расчет параметров электродвигателя, тиристорного преобразователя мощности, датчиков обратной связи. Вывод передаточных функций элементов электропривода. Структурная схема, определение качественных показателей системы и ее синтез.

    курсовая работа [1,4 M], добавлен 10.01.2009

  • Выбор основных размеров двигателя. Расчет обмоток статора и ротора, размеров зубцовой зоны, магнитной цепи, потерь, КПД, параметров двигателя и построения рабочих характеристик. Определение расходов активных материалов и показателей их использования.

    курсовая работа [602,5 K], добавлен 21.05.2012

  • Расчет древесно-стружечной плиты покрытия. Определение прочностных характеристик материалов, частных и поправочных коэффициентов. Конструирование и расчет трехшарнирной рамы гнутоклееной. Обеспечение долговечности несущих и ограждающих конструкций.

    курсовая работа [328,6 K], добавлен 05.05.2019

  • Функциональная схема тиристорного электропривода. Расчет контура тока. Определение общей передаточной функции. Характеристическое уравнение. Исследование запаса устойчивости и быстродействия по переходным и логарифмическим частотным характеристикам.

    курсовая работа [1,1 M], добавлен 19.01.2011

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.